矿山赢利最优化研究的计算机模拟

计算机模拟,对矿山规划工程师和矿山财务人员是一种越来越重要的工具。目前,有许多种财务和现金流量模拟组合程序可以使用,但是,它们一般都未能考虑到计及矿山服务年限内给矿品位变化的开采顺序这个因素。为此,联合矿业公司     

夏甸金矿地表沉降的计算机模拟

针对夏甸金矿实际问题,在对现场采矿方法和地表监测等情况调查后,利用FLAC3D对采空区影响的矿岩移动情况进行数值模拟分析。分析结果表明,在当前生产条件下,矿山开采对地表无影响;同时基于散体流动时空演化仿真模型,研发了夏甸金矿地表沉降计算机模拟系统,给出了模拟结果,认为在实验范围内,松散系数超过1.2时矿山开采对地表无影响。计算机模拟结果为矿山决策支持提供了科学依据,也为进一步研究因地下开采引起的地表沉降问题做了有益的尝试。     

矿山深部开采顶板稳定模拟研究

本文首先分析了构造应力型矿山的地应力分布特点,然后对程潮铁矿西区深部开采中,放顶及开采对顶板围岩破坏形式进行了数值模拟,为矿山地压监测和顶板稳定防护提供了理论依据。     

基于地压监测与模拟运算的矿山几何模型可靠性评估

在采矿工程数值模拟分析中,其几何模型建立的合理性将直接影响模拟结果的可靠性。针对某大型地下矿山多中段多步骤开采稳定性分析难题,建立了分区开采过程动态叠加数值模型,基于开采过程中的地压监测值与数值进行模拟运算值拟合分析,开展了几何模型可靠性评估研究,为深部矿床开采稳定性评价提供了重要的技术支撑。     

现场监测与数值模拟相结合的矿山灾害预测预警方法

在矿产资源需求量大,而国内矿产资源储量逐渐减少、易采矿产逐步枯竭的情况下,矿山逐渐转向对深部资源的开采,随着采深的增加,开采诱发的岩爆、冒顶片帮等多种灾害日益凸显,矿山灾害预测预警势在必行。总结了当前基于现场监测和数值模拟方法分别进行矿山灾害预测预警的优缺点,提出了一种现场监测与数值模拟相结合的灾害预测预警方法,以实现矿山灾害的趋势预测与实时预警。分析了该方法的可行性与优势,并以矿山常见的露天边坡稳定性分析为例,阐述了该预测预警方法的实际应用,供相关研究参考。     

基于PHASE数值模拟矿山开采过程的地压监测系统构建及应用研究

毛坪矿在向深部延伸开采过程中,深部高应力、岩爆等地压问题日益突出。通过PHASE软件对矿山典型地质剖面进行数值模拟与分析,得到了不同矿体之间的天然隔离矿柱是应力集中最为明显的区域,且岩层移动以上盘上向45°方向的移动变形最大等地压活动规律,为矿山地压监测系统建设提供了参考。基于PHASE模拟分析结果及矿山开采技术条件,开展了地压监测方案设计并建立了地压监测系统,通过地压监测与分析,得到了矿山动态开采过程中围岩的微震时空演化规律及变形破坏特征,为后续的地压灾害防控提供了技术依据。     

北京矿冶研穷总院矿山工程研究设计所

矿山工程研究设计所是北京矿冶研究总院的主体研究设计机构之一,承担了大量国家及省部级重大科研项目,获国家及省部级科学技术奖几十项,为我国矿山科技水平的提升发挥了重要作用。研究所具有一支以教授级高级工程师和高级工程师为主的科研设计队伍,技术力量雄厚。主要致力于采矿工艺基础理论及应用技术的研究,在露天和地下矿山开采方法、地下溶浸采矿、充填工艺技术、工程爆破技术、岩石力学研究、矿山地压监测技术与仪器开发、矿山开采设计与尾矿工程、计算机模拟技术以及矿山开采系统工程等方面取得了丰硕成果。     

大红山铁矿露天采场压矿范围的相似模拟

云南大红山铁矿由于露天采场的压矿限制,井下二期工程无法稳产至露天开采结束,压矿问题使矿山的开采无法实现顺利过渡。为研究矿山露天采场合理的压矿范围,通过相似材料模拟试验对大红山铁矿无底柱分段崩落法开采进行模拟。基于相似模拟试验过程中的模型岩层移动的变形情况、应力变化和位移变化数据,结合当前矿山现场数据进行综合分析,得到了矿山空区的冒落形式、露天采场最可能的破坏形式以及70°的压矿角度。根据70°压矿角重新划定露天采场合理的压矿界限,井下二期工程可以在安全的状况下多服务2 a,此时露天采场开采已结束,井下二期工程不再受露天采场的压矿限制,从而实现露天采场与井下开采的顺利过渡。研究结果为合理协调矿山开采、保障矿山安全提供了较好的理论依据,为类似露天地下联合开采的矿山提供了借鉴。     

白云深凹露天矿汽车运输设备的优化及合理匹配

根据不贩矿山生产规模和可能的最大开采深度，提出设备配套系列方案，据此建立与之相应的计算机模拟模型，编制计算机的模拟软件，通过模拟得到汽车运输的设备配套系列优化及其数量合理匹配方案。     

充填料浆管道输送数值模拟研究评述

以金属矿山充填开采料浆管道输送为背景,分析了充填料浆管道输送数值模拟技术的发展现状。重点介绍了ANSYS FLUENT,ANSYS FLOTRAN,FLOW-3D三种流体力学软件和基于计算机编程语言的数值仿真模拟技术,总结了基于不同数值模拟技术的最具有代表性的最新研究成果,归纳分析相关结论,论证了计算机数值模拟技术是研究充填料浆管道输送的有效工具。肯定了数值模拟研究技术在充填管道输送研究中具有可靠、便捷、精确度高的优点,同时指出当前矿山管道输送仿真模拟存在的不足,对利用流体力学软件进行充填料浆管道输送的研究起到一定的指导作用。     

地下水数值模拟在液体矿采矿设计中的应用

青海钾肥二期工程设计中提出了井群集卤开采方案，为了解决多方案大规模井群计算中庞大的数据处理问题，了解开采生产后区域抽采漏斗的动态变化全过程，以便制定细致、合理的开采方案，引入了地下水数据模拟方法，在计算机上实现了各种方案开采状态时模拟。实践证明这一方法是可行的。先进的。     

龙头山矿段采场结构参数及地压控制数值模拟研究

矿山地下开采过程中,顶板控制对采场地压控制有着直接的影响,分析影响采场围岩稳定性关键因素及破坏机理十分必要。为保证龙头山矿段采场安全、高效开采,运用FLAC3D数值模拟软件对该矿段采场结构进行模拟研究,分别模拟研究了该矿段在空场和切顶条件下的采场结构参数。结果表明:龙头山矿段在空场条件下开采,安全隐患较大,顶板容易发生冒落,形成冲击地压。同时提出合理的采场结构参数与地压控制措施,研究成果为矿山开采选择合理的采场结构参数提供依据。     

基于模拟开采技术的地下矿山三维可视化生产计划编制

生产计划编制是地下矿山最为关键、最为重要的核心决策任务。针对传统生产计划编制过程中暴露出来的周期长、多部门交叉衔接难度大等诸多难题,提出基于模拟开采技术的三维可视化生产计划编制方法,阐述了其相关原理和算法,并以北洺河铁矿为例,利用DIMINE平台,在建立三维实体模型和生产路径的基础上,以实际开采模型和井巷工程模型为编排对象,根据输入的主要生产指标和当前生产现状为约束条件,在三维空间中通过模拟开采技术与人机交互相结合,完成了北洺河铁矿2014~2016年三年滚动计划的编制,并应用于生产组织和管理。研究结果表明,该方法能够显著提高地下矿山生产计划编制工作效率,为矿山高效计划编制提供了新的途径。     

金川龙首矿深部开采的数值模拟分析研究

随着金川龙首矿开采的不断进行以及采区的不断下降,深部矿体开采的安全性是一个十分重要的问题。根据龙首矿的地质条件、开采技术条件及生产现状,依照矿山采用的下向六角形进路式采矿方法建立了三维模型,并利用数值模拟方法分析研究开采过程中上部充填体及围岩的稳定性,可为矿山的深部安全生产提供依据。     

煤层群分组上行开采相似材料模拟和数值模拟研究

通过理论分析计算,得出上下两组煤开采后的导水裂隙带发育高度以及理论破坏形态预计。通过计算机数值模拟、实验室相似材料模拟研究分析上下两组煤开采后覆岩破坏规律及顶底板应力分布规律、覆岩沉降规律,得出导水裂隙带最大值。数值模拟下煤层开采后的覆岩破坏高度,得到模拟的导水裂隙带高度,并与理论值,模拟得出的结果对比,综合分析分组上行开采覆岩破坏与运动规律。     

某矿采空区稳定性三维有限元数值模拟

在矿山地质资料、采空区形态及采空区轮廓周边岩石力学参数研究的基础上,利用三维有限元对采空区稳定性进行数值模拟.模拟结果表明某矿采空区在处理前及强制放顶后都是相对稳定的,采空区对矿山开采的安全性没有太大的影响.     

煤层群分组上行开采相似材料模拟和数值模拟

通过理论分析计算,得出上下2组煤开采后的导水裂隙带发育高度以及理论破坏形态预计。通过计算机数值模拟、实验室相似材料模拟,研究分析了上下2组煤开采后覆岩破坏规律及顶底板应力分布规律、覆岩沉降规律,得出导水裂隙带最大值。数值模拟下煤层开采后的覆岩破坏高度,得到模拟的导水裂隙带高度,并与理论值、模拟计算结果对比,综合分析了分组上行开采覆岩破坏与运动规律。     

基于摄影测量视觉方法相似模拟试验自动监测研究

为解决矿山相似模拟试验过程中测量自动化程度低、计算复杂、精度差等问题,提出了一种基于摄影测量计算机视觉方法,实现矿山相似材料模型自动监测的方法,该方法通过设计编码标志,实现对模型监测点的自动识别。鉴于矿山相似材料模型多为平面模型的事实,给出通过计算机视觉单应矩阵变换和基于物方的聚类匹配,实现对相似模拟模型自动变形观测,通过某大倾角厚煤层走向长壁综放相似模拟试验,验证了该方法的有效性。结果表明:所给方法除自动化程度高外,测量结果与全站仪所测监测点的平面精度相差0.001 m左右,所测位移场的下沉与水平移动均与实际变形情况一致,满足矿山岩层和地表移动相似模拟试验测量要求。     

海下点柱式开采的有限元动态模拟分析

三山岛金矿是我国第一个进行海底采矿的硬岩矿山,矿山采用点柱式机械化上向水平分层充填法开采。通过ANSYS有限元数值模拟方法,定量地计算和分析矿体开采过程中采场充填后不同开采步骤下采场顶底板和点柱的应力、位移和塑性区的分布状况,模拟出它们随每步开采应力和应变的动态变化过程及其规律。将分析结果应用于工程实际,为三山岛金矿新立矿区海底安全高效开采矿石资源提供了技术保障。     

数值模拟在矿山开采项目地下水环境影响评价中的应用

本文以某露天石灰石矿山为例,采用地下水数值模拟的方法模拟预测矿山开采活动对地下水环境的影响情况,并辅以解析法进行对比分析。结果表明,地下水数值模拟方法可以较好地预测矿坑涌水量和地下水水位影响范围,体现了其在地下水环境影响评价过程中的重要性和优越性。